Файл: Стратиграфия и литология нефтегазоносных комплексов пород.doc

P_з 

Pз  105  27,66МПа.

Подача насосов при продавливании тампонажного раствора (для обеспечения скорости восходящего потока в кольцевом пространстве V=1 м/с) определится:

Q  0,785V (D_с² d_н²)  0,7851(0,248² 0,168²) 0,0261м³ /с  26,1л/с.

Число цементно-смесительных машин, затворяющих цементный раствор, определится: Q m  ц

^{Vбун ц} , (8.19)

г де Qц – масса сухого цемента; Vбун – вместимость бункера цементосмесительной машины, для цементосмесительной машины 2СМН-20, Vбун = 14,5 м3; γц – плотность цементного раствора. m  0,75

.

Принимается 1 цементосмесительные машины 2СМН-20. Число цементировочных агрегатов определится:

Q

n 1

^Qi , (8.20)

где Q – необходимая подача насосов; Qi – подача развиваемая 1 цементировочным агрегатом.

Д ля цементировочного агрегата 3ЦА – 400А производительность на 4 скорости Q4 = 19.5 л/с при диаметре втулки 110 мм, а давление P4=13 МПа, т.е. заданный режим по давлению обеспечится при использовании этого цементировочного агрегата. n 1 2,33

.

Принимается 3 цементировочных агрегатов 3ЦА-400А.

Предусматривается закачивание 0,98 объема продавочного раствора с помощью n-1=3-1=2 агрегатов (3ЦА-400А) при подаче Q4 = 19,5 л/с. Оставшиеся 0,02 объема продавочного раствора будут закачиваться одним агрегатом при Q4= 19,5 л/с, что необходимо для ловли момента "стоп" - момента посадки верхней разделительной пробки на упорное кольцо. Продолжительность закачивания тампонажного раствора:

V^ц 16,45

t_З   10,5мин

60Q 600,0261 , (8.21)

где Vц– объем цементного раствора.

Продолжительность процесса продавливания:

V^пр 33,07

t_пр    21,1мин

60Q 600,0261 _,

Vпр – объем продавочной жидкости.

Общее время цементирования:

t_общ  t_З  t_пр 15 10,5  21,115  46,6мин

.

Выбор тампонажного цементного раствора для цементирования обсадной колонны

Тампонажный цементный раствор для цементирования обсадной колонны, характеризующийся началом загустевания:

t^общ 46,6

t    62,13мин

0,75 0,75 _.

Принимается тампонажный раствор на основе портландцемента по ГОСТ 1581-96 ПЦТ-I-Н со следующими показателями: начало схватывания Нсхв = 2 ч, конец схватывания Ксхв = 4 ч, ожидание затвердевания цемента ОЗЦ = 8 ч.

Расчет цементирования второй ступени

Необходимое количество тампонажного раствора для цементирования второй ступени определится:

Vц  0,785(Dпр2 dн2)(Н  Hмсц  Hпред)  Hпред(Dвн2  Dнар2 )  dв2 hст,

V_ц 0,785(1.150,2159² 0,1683²)(18808111676)1676(0,2245² 0,1683² )0,1505² 20 22,27м³ .

Количество сухой тампонажной смеси определится:

1 1

Q_ц  k_ц  _ц V_ц 1,05 1,8322,27  28,52т.

1 m 10,5

Количество жидкости затворения определится: kв Qц m 1,128,520,5 3

Vв _{  }15,69_м

_в 1,0 .

Объем продавочной жидкости определится:

V_пр  0,785d_в² (H  Н_мсц h_ст)  0,7850,1505² (188081120) 18,65м³ . Цементирование проводится с помощью цементно-смесительных машин 2СМН 20 и цементировочных агрегатов 3ЦА-400A.

Давление на цементировочной головке в конечный момент цементирования определится:

Р₁  0,01^(Н  Н _мсц) _ц ^ (Н  Н _мсц  h_ст ) _п  h_ст _ц  Р_гс. , (8.22)

где Рг.с. – давление гидросопротивлений.

P_гс  0,001(H  Н_мсц)  0.8  0,001(1880 811)  0.8 1,87МПа.

Р₁ 0,01(1880811)1,83(188081120)1,2201,831,87 8,49МПа

Принимается цементировочная головка ГУЦ-146-168 с допустимым давлением [P1] = 40 МПа.

Р1 < [P1], условие выполняется.

Давление на насосах цементировочных агрегатов принимается равным давлению на цементировочной головке Р2 = Р1 = 8,49 МПа.

Допустимое давление на насосах цементировочного агрегата 3ЦА-400A [P2] = 32 МПа.

Р2 < [P2], условие выполняется.

Давление на забое скважины в конце цементирования определится:

(Н  Hмсц)ц

Pз  105

P _з 18,09МПа.

Подача насосов при продавливании тампонажного раствора (для обеспечения скорости восходящего потока в кольцевом пространстве V=1,5 м/с) определится:

Q  0,785V (D_пр² d_н² )  0,7851,5(0,2245² 0,1683² )  0,026м³ /с  26л/с,

Число цементно-смесительных машин, затворяющих цементный раствор, определится:

Q m  ц

^{Vбун ц} , (8.23)

г де Qц – масса сухого цемента; Vбун – вместимость бункера цементосмесительной машины, для цементосмесительной машины 2СМН-20, Vбун = 14,5 м3; γц – плотность цементного раствора. m 1,08

.

Принимается 2 цементосмесительные машины 2СМН-20. Число цементировочных агрегатов определится:

Q

n 1

^Qi , (8.24)

где Q – необходимая подача насосов; Qi – подача развиваемая 1 цементировочным агрегатом.

Д ля цементировочного агрегата 3ЦА – 400 производительность на 4 скорости Q4 = 19,5 л/с при диаметре втулки 110 мм, а давление P4=13 МПа, т.е. заданный режим по давлению обеспечится при использовании этого цементировочного агрегата. n 1 2,33

.

Принимается 3 цементировочных агрегатов ЦА-320.

Предусматривается закачивание 0,98 объема продавочного раствора с помощью n-1=3-1=2 агрегатов (3ЦА-400А) при подаче Q = 19,5 л/с. Оставшиеся 0,02 объема продавочного раствора будут закачиваться одним агрегатом при Q4 = 19,5 л/с, что необходимо для ловли момента "стоп" - момента посадки верхней разделительной пробки на упорное кольцо. Продолжительность закачивания тампонажного раствора:

V^ц 22,27

t_З   14,27мин

60Q 600,026 , (8.25)

где Vц– объем цементного раствора.

Продолжительность процесса продавливания:

V^пр 18,65

t_пр   12 мин

60Q 600,026 _,

Vпр – объем продавочной жидкости.

Общее время цементирования:

t_общ  t_З  t_пр 15 14,27 12 15  41,27мин

.

Выбор тампонажного цементного раствора для цементирования обсадной колонны

Тампонажный цементный раствор для цементирования обсадной колонны, характеризующийся началом загустевания:

t^общ 41,27

t    55,02мин

0,75 0,75 _.

Принимается тампонажный раствор на основе портландцемента по ГОСТ 1581-96 ПЦТ-I-50 со следующими показателями: растекаемость Р = 14 см; начало схватывания Нсхв = 1,5 ч, конец схватывания Ксхв = 3 ч, ожидание затвердевания цемента ОЗЦ = 8 ч.

8.3 Выбор типа буферной жидкости

Буферными жидкостями называются жидкости или суспензии, которые закачивают в скважину перед закачкой тампонажного раствора при первичном цементировании обсадных колонн.

Буферная жидкость выполняет главную роль вытеснения промывочных жидкостей и продуктов разрушения глинистой корки из затрубного пространства скважины при закачивании цементного раствора, тем самым в значительной мере повышает качество тампонажных работ. Буферные жидкости могут выполнять многие функции: предохранять рост структурной вязкости граничных слоев буфера; эрозировать нефтяную пленку и рыхлую часть глинистой корки; вытеснять промывочную жидкость из затрубного пространства; уменьшать гидравлическое давление при закачке промывочной жидкости; регулировать температуру в стволе скважины; устранять места поглощений.

Экспериментальные и производственные исследования показали, что наилучшие буферные жидкости - аэрированные, затем вода с добавлением КССБ, ФР-50А, ПАВ, буферные растворы с тампонирующими свойствами (РТС), эрозионные (40 кг кварцевого песка на 1 м3 воды). Наихудшие результаты показали углеводородные буферные жидкости и раствор хлористого кальция.

Отрицательные результаты показали водные растворы КМЦ. До настоящего времени нет обоснованных норм закачки буферных жидкостей.

Профессор Булатов А.И. с соавторами считают, что разделяющий столб воды в затрубном пространстве должен составить не менее 150-200 м. Практически закачивают от 4 до 6 м3 буферной жидкости. По результатам расчетов составляется технологический регламент крепления скважины.

После закачки цементного раствора прокачивается расчетная буферная жидкость (верхняя, вторая), разделяющая продавочную жидкость от цементного раствора.

8.4 Оценка качества цементирования скважины и испытание колонн

Для контроля технологических параметров цементирования используется станция контроля цементированияНаличие цементного камня проверяется с помощью АКЦ после ОЗЦ.

Наиболее эффективным методом, позволяющим получить максимальную информацию о качестве цементирования обсадных колонн независимо от температуры и плотности тампонажного камня, является акустическая цементометрия. Для контроля качества цементирования ОК применяем акустические цементомеры АКЦ-1 и АКЦ-2. Путем совместной интерпретации акустической цементограммы является возможным:

• 
  определить высоту подъема тампонажного раствора за ОК; - оценивать состояние контакта цементного камня с колонной, а в некоторых случаях и с породой в кольцевом пространстве;
  
• 
  исследовать процессы формирования цементного камня в затрубном пространстве во времени и оценивать степень влияния на камень различных нагрузок, испытываемых OK при перфорации, избыточных внутренних давлениях и выполнении различных технологических операций в скважине.
  

Для оценки герметичности ОК нужно провести опрессовку ствола скважины после получения момента «СТОП».

Давление опрессовки должно быть не менее минимальных по правилам безопасности. Колонна считается герметичной, если при опрессовке ее водой давление за 30 мин снижается не более чем на 0,5 МПа.

Цементное кольцо опрессовывается после разбуривания цементного стакана и углубления под следующую колонну на 1-3 м.

9. 
   Обвязка устья скважины
   

9.1 Схема обвязки устья скважины при бурении, цементировании и испытании

Для выбора противовыросового оборудования необходимо знать какое максимальное давление возможно на устье скважины при газо-нефтеводопроявлении (ГНВП), необходимо рассчитать давление на устье при максимальном значении пластового давления.